泵閥常用耐腐蝕材料介紹

1、泵閥常用耐腐蝕材料1 腐蝕的分類及特點1.1 點蝕 點蝕又稱坑蝕和小孔腐蝕。點蝕有大有小，一般情況下，點蝕的深度要比其直徑大的多。點蝕 經(jīng)唱法生在表面有鈍化膜或保護(hù)膜的金屬上 .由于金屬材料中存在缺陷、 雜質(zhì)和溶質(zhì)等的不均一性， 當(dāng)介質(zhì)中含有某些活性陰離子 （如 Cl） 時，這些活性陰離子首先被吸附在金屬表面某些點上，從而使金屬表面鈍化膜發(fā)生破壞。一旦 這層鈍化膜被破壞又缺乏自鈍化能力時，金屬表面就發(fā)生腐蝕。這是因為在金屬表面缺陷處易 漏出機(jī)體金屬，使其呈活化狀態(tài)，而鈍化膜處仍為鈍態(tài)，這樣就形成了活性鈍性腐蝕電池， 由于陽極面積比陰極面積小得多，陽極電流密度很大，所以腐蝕往深處發(fā)展，金屬表面很

2、快就 被腐蝕成小孔，這種現(xiàn)象被稱為點蝕 .在石油、化工的腐蝕失效類型統(tǒng)計中，點蝕約占20%25%。流動不暢的含活性陰離子的介質(zhì)中容易形成活性陰離子的積聚和濃縮的條件，促使點蝕的生成。粗糙的表面比光滑的表面更容 易發(fā)生點蝕 .PH值降低、溫度升高都會增加點蝕的傾向。氧化性金屬離子（如Fe3+、Cu2+、Hg2+等）能促進(jìn)點蝕的產(chǎn)生。但某些含氧陰離子（如氫氧化物、鉻酸鹽、硝酸鹽和硫酸鹽等）能防止點蝕 . 點蝕雖然失重不大，但由于陽極面積很小，所以腐蝕速率很快，嚴(yán)重時可造成設(shè)備穿孔，使大 量的油、水、氣泄漏，有時甚至造成火災(zāi)、爆炸等嚴(yán)重事故，危險性很大。點蝕會使晶間腐蝕、 應(yīng)力腐蝕和腐蝕疲勞等加劇，

3、在很多情況下點蝕是這些類型腐蝕的起源 .1.2 縫隙腐蝕在電解液中，金屬與金屬或金屬與非金屬表面之間構(gòu)成狹窄的縫隙，縫隙內(nèi)有關(guān)物質(zhì)的移動受 到了阻滯，形成濃差電池，從而產(chǎn)生局部腐蝕，這種腐蝕被稱為縫隙腐蝕?？p隙腐蝕常發(fā)生在 設(shè)備中法蘭的連接處，墊圈、襯板、纏繞與金屬重疊處，它可以在不同的金屬和不同的腐蝕介 質(zhì)中出現(xiàn)， 從而給生產(chǎn)設(shè)備的正常運行造成嚴(yán)重障礙， 甚至發(fā)生破壞事故。 對鈦及鈦合金來說， 縫隙腐蝕是最應(yīng)關(guān)注的腐蝕現(xiàn)象。介質(zhì)中，氧氣濃度增加，縫隙腐蝕量增加；PH值減小，陽極溶解速度增加，縫隙腐蝕量也增加；活性陰離子的濃度增加，縫隙腐蝕敏感性升高。但是，某 些含氧陰離子的增加會減小縫隙腐蝕

4、量 .1.3 應(yīng)力腐蝕 材料在特定的腐蝕介質(zhì)中和在靜拉伸應(yīng)力（包括外加載荷、熱應(yīng)力、冷加工、熱加工、焊接等 所引起的殘余應(yīng)力，以及裂縫銹蝕產(chǎn)物的楔入應(yīng)力等）下，所出現(xiàn)的低于強度極限的脆性開裂 現(xiàn)象，稱為應(yīng)力腐蝕開裂 .應(yīng)力腐蝕開裂是先在金屬的腐蝕敏感部位形成微小凹坑，產(chǎn)生細(xì)長的裂縫，且裂縫擴(kuò)展很快， 能在短時間內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重的破壞。應(yīng)力腐蝕開裂在石油、化工腐蝕失效類型中所占比例最高，可 達(dá) 50%.應(yīng)力腐蝕的產(chǎn)生有兩個基本條件：一是材料對介質(zhì)具有一定的應(yīng)力腐蝕開裂敏感性；二是存在 足夠高的拉應(yīng)力。導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕開裂的應(yīng)力可以來自工作應(yīng)力，也可以來自制造過程中產(chǎn)生的 殘余應(yīng)力。據(jù)統(tǒng)計，在應(yīng)力腐蝕開裂事

5、故中，由殘余應(yīng)力所引起的占 80%以上，而由工作應(yīng)力 引起的則不足 20%.應(yīng)力腐蝕過程一般可分為三個階段。第一階段為孕育期，在這一階段內(nèi)，因腐蝕過程局部化和 拉應(yīng)力作用的結(jié)果，使裂紋生核；第二階段為腐蝕裂紋發(fā)展時期，當(dāng)裂紋生核后，在腐蝕介質(zhì) 和金屬中拉應(yīng)力的共同作用下，裂紋擴(kuò)展；第三階段中，由于拉應(yīng)力的局部集中，裂紋急劇生 長導(dǎo)致零件的破壞 .在發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂時， 并不發(fā)生明顯的均勻腐蝕， 甚至腐蝕產(chǎn)物極少， 有時肉眼也難以發(fā)現(xiàn)， 因此，應(yīng)力腐蝕是一種非常危險的破壞 .一般來說，介質(zhì)中氯化物濃度的增加，會縮短應(yīng)力腐蝕開裂所需的時間。不同氯化物的腐蝕作 用是按Mg2+、Fe3+、Ca2+、N

6、a1+、Li1 +等離子的順序遞減的。發(fā)生應(yīng)力腐蝕的溫度一般在 50C300 C之間.防止應(yīng)力腐蝕應(yīng)從減少腐蝕和消除拉應(yīng)力兩方面來采取措施。主要是：一要盡量避免使用對應(yīng) 力腐蝕敏感的材料；二在設(shè)計設(shè)備結(jié)構(gòu)時要力求合理，盡量減少應(yīng)力集中和積存腐蝕介質(zhì)；三 在加工制造設(shè)備時，要注意消除殘余應(yīng)力1.4腐蝕疲勞腐蝕疲勞是在腐蝕介質(zhì)與循環(huán)應(yīng)力的聯(lián)合作用下產(chǎn)生的。這種由于腐蝕介質(zhì)而引起的抗腐蝕疲 勞性能的降低，稱為腐蝕疲勞。疲勞破壞的應(yīng)力值低于屈服點，在一定的臨界循環(huán)應(yīng)力值（疲 勞極限或稱疲勞壽命）以上時，才會發(fā)生疲勞破壞。而腐蝕疲勞卻可能在很低的應(yīng)力條件下就 發(fā)生破斷，因而它是很危險的影響材料腐蝕疲勞的

7、因素主要有應(yīng)力交變速度、介質(zhì)溫度、介質(zhì)成分、材料尺寸、加工和熱處 理等。增加載荷循環(huán)速度、降低介質(zhì)的 PH值或升高介質(zhì)的溫度，都會使腐蝕疲勞強度下降。 材料表面的損傷或較低的粗糙度所產(chǎn)生的應(yīng)力集中，會使疲勞極限下降，從而也會降低疲勞強 度1.5晶間腐蝕晶間腐蝕是金屬材料在特定的腐蝕介質(zhì)中，沿著材料的晶粒間界受到腐蝕，使晶粒之間喪失結(jié) 合力的一種局部腐蝕破壞現(xiàn)象。受這種腐蝕的設(shè)備或零件，有時從外表看仍是完好光亮，但由 于晶粒之間的結(jié)合力被破壞，材料幾乎喪失了強度，嚴(yán)重者會失去金屬聲音，輕輕敲擊便成為 粉末據(jù)統(tǒng)計，在石油、化工設(shè)備腐蝕失效事故中，晶間腐蝕約占4%9%，主要發(fā)生在用軋材焊接的容器及熱

8、交換器上一般認(rèn)為，晶界合金元素的貧化是產(chǎn)生晶間腐蝕的主要原因。通過提高材料的純度，去除碳、 氮、磷和硅等有害微量元素或加入少量穩(wěn)定化元素（鈦、鈮），以控制晶界上析出的碳化物及采 用適當(dāng)?shù)臒崽幚碇贫群瓦m當(dāng)?shù)募庸すに?，可防止晶間腐蝕的產(chǎn)生1.6均勻腐蝕均勻腐蝕是指在與環(huán)境接觸的整個金屬表面上幾乎以相同速度進(jìn)行的腐蝕。在應(yīng)用耐蝕材料時,應(yīng)以抗均勻腐蝕作為主要的耐蝕性能依據(jù)，在特殊情況下才考慮某些抗局部腐蝕的性能1.7磨損腐蝕（沖蝕）由磨損和腐蝕聯(lián)合作用而產(chǎn)生的材料破壞過程叫磨損腐蝕。磨損腐蝕可發(fā)生在高速流動的流體 管道及載有懸浮摩擦顆粒流體的泵、管道等處。有的過流部件，如高壓減壓閥中的閥瓣（頭） 和

9、閥座、離心泵的葉輪、風(fēng)機(jī)中的葉片等，在這些部位腐蝕介質(zhì)的相對流動速度很高，使鈍化 型耐蝕金屬材料表面的鈍化膜，因受到過分的機(jī)械沖刷作用而不易恢復(fù)，腐蝕率會明顯加劇， 如果腐蝕介質(zhì)中存在著固相顆粒，會大大加劇磨損腐蝕.1.8氫脆金屬材料特別是鈦材一旦吸氫，就會析出脆性氫化物，使機(jī)械強度劣化。在腐蝕介質(zhì)中，金屬 因腐蝕反應(yīng)析出的氫及制造過程中吸收的氫，是金屬中氫的主要來源。金屬的表面狀態(tài)對吸氫 有明顯的影響，研究表明，鈦材的研磨表面吸氫量最多，其次為原始表面，而真空退火和酸洗 表面最難吸氫。鈦材在大氣中氧化處理能有效防止吸氫 .2泵閥常用耐蝕材料序 號牌號代號適用介質(zhì)11Cr18Ni9 (Ti)3

10、04、18-8、B有機(jī)酸、低溫低濃度各種酸堿鹽200Cr18Ni9304L有機(jī)酸、低溫低濃度各種酸堿鹽，抗晶間腐蝕30Cr18Ni12Mo2 (Ti)316、M稀硫酸、磷酸、有機(jī)酸，耐蝕性比304好400Cr18Ni12Mo2Ti316L稀硫酸、磷酸、有機(jī)酸，耐蝕性比304好，抗晶間腐蝕50Cr20Ni25Mo5Cu2904有機(jī)酸（醋酸、甲酸等）、磷酸、低溫稀硫酸和 鹽酸600Cr20Ni25Mo5Cu2904L有機(jī)酸（醋酸、甲酸等）、磷酸、低溫稀硫酸和 鹽酸，抗晶間腐蝕70Cr30Ni42Mo3Cu2804 （因可合金）高溫高濃度燒堿和鹽及高溫40%50%硫酸80Cr20Ni42Mo3Cu2

11、824 （因可合金高溫高濃度燒堿和鹽及高溫40%50%硫酸90Cr24Ni20Mo2Cu3K合金< 60 C各種濃度的硫酸100Cr26Ni5Mo2Cu3CD-4MCU稀硫酸、磷酸（可時效硬化耐磨）1100Cr25Ni6Mo2MM-4硝酸磷肥專用鋼120Cr18Ni5Mo5NH55海水130Cr21Ni32Mo2Cu320號合金稀硫酸（t< 130C,濃度40%左右）1400Cr10Ni20Mo1.5Si6CuSS920濃硫酸（t < 130 C,濃度93%98%）150Cr12Ni25Mo3Cu3Si2Ni941全濃度常溫硫酸，特別適用100C以下中等濃度 （50%左右）硫

12、酸160Cr30Ni6Mo2M n1.5PD合金稀硫酸（濃度1%1.5%，溫度v 80C）170Cr27Ni31Mo4.5Cu228號合金（ZS28）鹽酸料漿180Cr13Ni7Si4S-05 鋼中濃中溫硫酸190Cr17Ni17Si5S-05鋼（日本）高濃高溫硫酸2000Cr14Ni14Si4C4全濃度硝酸，特別適用濃硝酸，是目前濃硝酸用 鋼綜合性能最好的鑄材2100Ni65Cu28Fe2.5M n1.5蒙耐爾合金非氧化性介質(zhì)，氫氟酸、氫氧化鈉溶液，高溫?zé)?堿等220Ni60Mo22Fe20哈氏合金A硫酸、鹽酸、磷酸、醋酸、蟻酸等230Ni65Mo28Fe5V哈氏合金B(yǎng)硫酸、鹽酸、磷酸、醋酸

13、、蟻酸等240Ni60Mo18Fe8Cr17Cu2.5 Mn哈氏合金C冷硝酸、次氯酸、氫氟酸等25STNiCr202鎳鑄鐵高溫高濃度燒堿26STSi15高硅耐蝕鑄鐵（G）硝酸、鉻酸、硫酸等（不含 HCI ）27ZGCr28高鉻鑄鐵（E） 1濃硝酸28TA2工業(yè)純鈦氧化性腐蝕介質(zhì)29TiAI6V4lTC4氧化性腐蝕介質(zhì)30TiMo32鈦32鉬合金氧化性及還原性腐蝕介質(zhì)等31TiPd0.2鈦鈀合金氧化性腐蝕介質(zhì)，抗縫隙腐蝕能力強， 對還原性 酸有一定的耐蝕能力32鈦鉬鎳合金與TiPd0.2相近，價格較 TiPd0.2低33TiTa5鈦鉭合金熱濃硝酸及合成樹脂等強腐蝕介質(zhì)3常見世界各國標(biāo)準(zhǔn)代號或牌號

14、表標(biāo)準(zhǔn)代號或牌號國家（地區(qū)）或標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)代號或牌號國家（地區(qū)）或標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)GB中國國家標(biāo)準(zhǔn)AWS美國焊接學(xué)會JB中國機(jī)械工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)BS英國H/HG/HGJ中國化工部標(biāo)準(zhǔn)COPANT泛美技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)委貝會YB中國冶金工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)CSA加拿大標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會ZB中國專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DIN德國標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)會TQ機(jī)械電子工業(yè)部通用機(jī)械行業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)ECISS歐洲鋼鐵標(biāo)準(zhǔn)化委員會ACI美國合金鑄造學(xué)會FED美國AECMA歐洲航天設(shè)備制造商協(xié)會GOST（前）蘇聯(lián)AFNOR法國標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會IS印度AIR法國航空部標(biāo)準(zhǔn)化局ISO國際標(biāo)準(zhǔn)化組織AISI美國鋼鐵學(xué)會JIS日本AMS美國航天航空材料技術(shù)規(guī)范MIL美國軍用規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)ANSI美

15、國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會NBS美國國家標(biāo)準(zhǔn)局API美國石油學(xué)會NF法國ASME美國機(jī)械工程師學(xué)會SAE美國汽車工程師協(xié)會ASTM美國材料與試驗協(xié)會UNI意大利全國標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會4常見金屬材料的力學(xué)性能名稱、代號、單位和涵義指標(biāo)單位涵義說明彈性指標(biāo)彈性模量EN/mm2金屬在彈性范圍內(nèi)，外力和變形成比例地增長，即應(yīng)力與應(yīng) 變成正比例關(guān)系時（符合虎克定理），這個比例系數(shù)就稱為彈 性模量，根據(jù)應(yīng)力，應(yīng)變的性質(zhì)通常又分為：彈性模量和切 變模量，彈性模量的大小，相當(dāng)于引起物體單位變形時所需 應(yīng)力之大小，是衡量材料剛度的指標(biāo)，彈性模量愈大，剛度 也愈大。切變模量GN/mm2彈性 極限d eN/mm2是表示金屬最大彈性的指標(biāo)

16、，即在彈性變形階段，試樣不產(chǎn) 生塑性變形時所能承受的最大應(yīng)力強度性 能指標(biāo)抗拉強度d bN/mm2指外力是拉力時的強度極限，它是衡量金屬材料強度的主要 性能指標(biāo)抗彎強度d bb 或 d wN/mm2l指外力是彎曲力時的強度極限抗壓強度d be 或 d yN/mm2指外力是壓力時的強度極限，壓縮試驗主要適用于低塑性材 料，如鑄鐵、塑料等抗剪 強度TN/mm2指外力是剪切力時的強度極限抗扭 強度TbN/mm2指外力是扭轉(zhuǎn)力時的強度極限屈服點d sN/mm2金屬承受載荷時，當(dāng)載荷不再增加，但金屬本身的變形卻繼 續(xù)增加的現(xiàn)象稱為屈服，產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時的應(yīng)力叫屈服點屈服強度d 0.2N/mm2金屬發(fā)生屈服

17、現(xiàn)象時，為便于測量，通常按其產(chǎn)生永久殘余 變形量等于試樣原長 0.2%時的應(yīng)力，作為屈服強度持久 強度d b /hN/mm2指金屬在一定的咼溫條件下，經(jīng)過規(guī)定時間發(fā)生斷裂時的應(yīng) 力，一般所指的持久強度，是指在一定溫度下，試樣經(jīng)十萬 小時后的破斷強度蠕變 極限d % /hN/mm2金屬在高溫環(huán)境下，即使所受應(yīng)力小于屈服點，也會隨著時 間的增長而緩慢地產(chǎn)生永久變形，這種現(xiàn)象叫做蠕變，在一 定的溫度下經(jīng)一定的時間，金屬的蠕變速度仍不超過規(guī)定的 數(shù)值，此時所能承受的最大應(yīng)力，稱為蠕變極限硬度性能指標(biāo)布氏 硬度HBSHBWN/mm2用淬硬小鋼球或硬質(zhì)合金球壓入金屬表面，以其壓痕面積除 加壓在鋼球上的載荷

18、， 所得之商，即為金屬的布氏硬度數(shù)值。 使用鋼球測定硬度W 450HBS ;使用硬質(zhì)合金球測定硬度450HBW洛 氏 硬 度C級HRC用1471N載荷，將頂角為120°的圓錐形金剛石的壓頭，壓 入金屬表面，取其壓痕的深度來計算硬度的大小，即為金屬的HRC硬度，HRC用來測量 HB=230700的金屬材料，主 要用于測定淬火鋼及較硬的金屬材料A級HRA指用588.4N載荷和頂角為120°的圓錐形金剛石的壓頭所測 定出來的硬度，一般用來測定硬度很高或硬而薄的金屬材料， 如碳化物、硬質(zhì)合金或表面處理過的零件B級HRB指用980.7N載荷和直徑為1.59mm （即1/16in）的淬

19、硬鋼球 所測得的硬度。主要用于測定HB-60230這一類較軟的金屬 材料，如退火鋼、銅、鋁等維氏 硬度HVN/mm2用49.03980.7N以內(nèi)的載荷，將頂角為136 °的金剛石四方角錐體壓頭壓入金屬的表面，以其壓痕面積除載荷所得之商，即為維氏硬度值，HV只適用于測定很?。?.30.5mm）的金 屬材料，或厚度為 0.030.05mm的零件表面硬化層的硬度， 測定的數(shù)值比較準(zhǔn)確肖氏 硬度HSCHSDH （回跳 高度）利用一定重量（2.5g）的鋼球或金剛石球，自一定的高度（一 般為254mm ）洛下撞擊金屬后，球又回跳到某一咼度h，此高度為肖氏硬度值，其優(yōu)點是在金屬表面上不留下傷痕，缺

20、 點是測定值不夠準(zhǔn)確塑性指標(biāo)長率L0=5dL0=10d lS 5S 10%金屬受外力作用被拉斷以后，在標(biāo)距內(nèi)總伸長長度冋原來標(biāo) 距長度相比的百分?jǐn)?shù)，稱為伸長率。根據(jù)試樣長度的不冋， 通常用符號S 5或3 10來表示；S 5是試樣標(biāo)距長度為其直 徑5倍時的伸長率，3 10疋試樣標(biāo)距長度為其直徑 10倍時 的伸長率斷面 收縮率%金屬受外力作用被拉斷以后，其橫截面的縮小量與原來橫截 面積相比的百分?jǐn)?shù)，稱為斷面收縮率。3、“的數(shù)值愈高，表明這種材料的塑性愈好，易于進(jìn)行壓力加工韌性指標(biāo)沖擊韌度aKUaKVJ/m2 kJ/m2沖擊韌度是評定金屬材料于動載荷下承受沖擊抗力的力學(xué)性 能指標(biāo)，通常都是以大能量的

21、一次沖擊值作為標(biāo)準(zhǔn)的。試驗 結(jié)果，以沖斷試樣上所消耗的功與斷口處橫截面積之比值大 小來衡量。由于 aK值的大小不僅取決于材料本身，還隨試 樣尺寸、形狀的改變及試驗溫度的不同而變化，因而aK值只是一個相對指標(biāo)沖擊 吸收功AKU AKVJI疲勞性 能指標(biāo)疲勞極限d -1d -1nN/mm2金屬材料在交變負(fù)何的作用下，經(jīng)過無限次應(yīng)力循環(huán)而不致 引起斷裂的最大循環(huán)應(yīng)力，稱為疲勞極限。d -1 表示光滑試樣的對稱彎曲疲勞極限，d -1n表示缺口試樣的對稱彎曲疲勞極限按我國國家標(biāo)準(zhǔn)，一般鋼鐵材料米用107循環(huán)次數(shù)而不斷裂的最大應(yīng)力來確定其疲勞極限，對于有色金屬材料，則規(guī)定 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)在108或更多周次，

22、才能確定其疲勞極限斷裂韌 度性能 指標(biāo)平面應(yīng) 變斷裂 韌度K1cN/mm1.5l斷裂韌度是衡量金屬材料在裂紋存在的情況下抵抗脆性開裂 能力的指標(biāo)，它是現(xiàn)代斷裂力學(xué)在分析高強度材料使用過程 中，發(fā)生一系列技術(shù)事故的基礎(chǔ)上而提出的一個新的重要的 力學(xué)性能指標(biāo)。根據(jù)材料的斷裂韌度和用無損探傷方法確定 的內(nèi)部缺陷存在的情況，可以預(yù)知零件在工作過程中有無脆 性斷裂的危險，從而采取合金化與熱處理等措施，以滿足使 用性能的要求。斷裂韌度是強度和塑性的綜合指標(biāo)，它是在裂紋試樣上測得 的，主要適用于高強度材料或服役條件有可能促使零件脆斷 的場合的普通強度材料。對一般機(jī)械零件，當(dāng)斷面尺寸不是 太大，破壞形式主要是

23、韌性斷裂時，仍可沿用傳統(tǒng)的五大力 學(xué)性能指標(biāo)，無須提出斷裂韌度的指標(biāo)鈦及鈦合金的應(yīng)用情況鈦別牌號主要特性用途舉例碘法鈦TAD這是以碘化物法所獲得的高純度鈦，故稱碘法鈦，或稱化學(xué)純鈦。但是，其中仍然還有氧.氮.碳.這類間 隙雜質(zhì)元素，它們對純鈦的力學(xué)性能影響很大。隨著 鈦的純度提高，鈦的強度、硬度明顯下降。故起特點 是：化學(xué)性穩(wěn)定性很好，但強度很底。由于高純度的鈦強度較低，它作為 結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用意義不大，故在工業(yè)中很 少用。目前在工業(yè)中廣泛使用的是工業(yè) 純鈦和鈦合金。工業(yè)純鈦工業(yè)純鈦與化學(xué)純鈦不同之處是：它含有較多的TA1TA2TA3氧.氮.碳及多種其它雜志元素(如鐵.硅等)，它實質(zhì) 上是一種低合

24、金含量的鈦合金。與化學(xué)純鈦相比，于含有較多的雜志元素使其強度大大提高，它的力學(xué) 性能與化學(xué)性與不銹鋼相似(但和鈦合金相比，強度 仍然較低)工業(yè)純鈦的特點是：強度不高，但塑性好，易于 加工成行，沖壓、焊接、可切割加工性能良好；在大 氣，海水.濕氯氣 及氧化性、中性、弱還原性介質(zhì)中 具有良好的耐蝕性，抗氧化性優(yōu)于大多數(shù)臭固體不銹 鋼但耐熱性較差，使用溫度不太高。工業(yè)純鈦按其雜質(zhì)含量的不同，分為TA1.TA2和TA3三個牌號。這三種工業(yè)純鈦的間隙雜質(zhì)元素是逐漸增 加的，故其機(jī)械強度和硬度也隨之逐級增加，但塑性.(1) 主要用作工作溫度 360度以 下，受力不大但要求高塑性的沖壓件和 耐蝕結(jié)構(gòu)零件，例

25、如：飛機(jī)的骨架皮，發(fā)動機(jī)附件，船舶用耐海水腐蝕管 道、閥門、泵及水帶.海水淡化系統(tǒng)零 部件，化工上的熱交換器.泵體、蒸餾 塔、冷卻器、攪拌器、三通、葉輪、堅 固件、離子泵、壓縮機(jī)氣閥以及柴油發(fā) 動機(jī)活塞、連桿、葉簧等。(2) TA1.TA2 在鐵含量為 0.095%. 氧含量為0.08%.氫含量為0.0009%.氮含量為0.0062%時，具有很好的低溫韌 性和高的低溫強度，可用作-259C以下 的低溫結(jié)構(gòu)材料。a型鈦合金3型鈦合金a +3型鈦合金韌性相應(yīng)下降。工業(yè)上常用的純鈦是 TA2,因其耐蝕性能和綜合力學(xué)性能適中。對耐腐和強度要求較高時可采用TA3。對要求較好的成型性能時可采用TA1。這類

26、合金在室溫和使用溫度下有 a型單相態(tài)，不TA4 能熱處理強化（追滅是唯一的處理方式）,主要依靠固溶強化。室溫強度一般低于 B型和a +B型鈦合金（但 高于工業(yè)純鈦），而在高溫（500C600C）下的強度和蛻TA5 變，強度卻是三類鈦合金中最高的，且組織穩(wěn)定，抗TA6氧化性和焊接性能好，耐蝕性和可切削加工性能也較好，但塑性低（熱塑性仍然良好）室溫沖壓性能差。其中使用最廣的是TA7,它在退火狀態(tài)下具有中等強度 和足夠的塑性，焊接性能良好，可在500C以下使用，當(dāng) 其間隙雜質(zhì)元素（氧、氫、氮等）含量極低時，再超低溫時還具有良好的韌性和綜合力學(xué)性能，是優(yōu)良的超低溫合金之一TA8這類合金的的主要合金元素

27、是鉬、鉻、釩等B穩(wěn)定性化元素.在正火或級火時很容易將高溫3相保留到室溫，獲得介穩(wěn)定的 3單相組織，故稱 3型鈦合 金。3型鈦合金可熱處理強化，有較高的強度，焊接性能和壓力加工性能良好；但性能不夠穩(wěn)定，熔煉工藝復(fù)雜，故應(yīng)用不如 a型、a +3型鈦合金廣泛這類合金在高溫是 a + 3型兩相組織，因而得名為a +3型鈦合金。它具有良好的綜合力學(xué)性能，大多可熱處理強化（但TC1 TC2、TC7不能熱處理強化），TC1鍛造、沖壓及焊接性能較好，可切削加工，室溫強度TC2高。150500度以下且有較好的耐熱性，有的（如TC1、TC2、TC3 TC4）并有良好的低溫韌性和良好的抗海水應(yīng)力腐蝕及抗熱鹽應(yīng)力腐蝕

28、能力。缺點鈦金屬的主要物理性能抗拉強度比工業(yè)純鈦稍高，可做中 等強度范圍的結(jié)構(gòu)材料，國內(nèi)主要用作 焊絲。用于400C以下在腐蝕介質(zhì)中工 作的零件及焊接件，如飛機(jī)才皮，骨架 零件，壓氣機(jī)殼體、葉片、船舶零件等。500C以下長期工作的結(jié)構(gòu)零件和 各種模鍛件，短時使用可到 900C。亦 可用作超低溫（-233C）部件（如超低溫 用的容器）。500C長期工作的零件，可用于制 造發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)盤和葉片。但合金的組 織穩(wěn)定性較差。在使用上受到一定限 制。在350C以下工作的零件，主要用 于制造各種整體熱處理（固容.時效）的 板材沖壓件和焊接件；如壓氣機(jī)葉片、 輪盤、軸類等重載荷旋轉(zhuǎn)件，以及飛機(jī) 的構(gòu)件等。T

29、B2的合金一般在固溶處理 狀態(tài)下交貨，再固容，時效后使用。原子序數(shù)22比熱卡/克度0.138原子量47.9熱膨脹系數(shù)X10-6/ C(0 -100C)8.2克原子體積厘米3/克原子10.7彈性模量公斤/毫米210850米杜20克/厘米34.505拉伸公斤/毫米210340熔點°C1668±4壓縮公斤/毫米210550剪切沸點°C3535公斤/毫米24500溶化潛熱千卡/克分子5導(dǎo)熱系數(shù)卡/厘米秒.C0.036氣化潛熱千卡/克分子1125±0.3%電阻系數(shù)X10-6歐母.厘米47.8同素異晶轉(zhuǎn)變溫度C882轉(zhuǎn)變時體積的變化%5.5轉(zhuǎn)變時熵的變化C0.587

30、磁化率X10-6歐母.厘米3.2轉(zhuǎn)變潛熱千卡/克分子678±10%泊桑比0.41工業(yè)純鈦在各種介質(zhì)中的耐蝕性介質(zhì)濃度（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）（%溫度/ C腐蝕速度/mm/a（年）耐蝕等級1室溫/沸騰0.000/0.345優(yōu)良/良好5室溫/沸騰0.000/6.530優(yōu)良/差鹽酸10室溫/沸騰0.175/40.87良好/差20室溫/ 1.340/ 差/ 35室溫/ 6.660/ 差/ 無5室溫/沸騰0.000/13.01優(yōu)良/差機(jī)10室溫/ 0.230/ 良好/ 曲厶酸硫酸60室溫/ 0.277/ 良好/差80室溫/ 32.660/ 差/ 95室溫/ 1.400/ 差/ 37室溫/沸騰0.000/&

31、lt;0.127優(yōu)良/優(yōu)良硝酸64室溫/沸騰0.000/<0.127優(yōu)良/優(yōu)良95室溫/ 0.0025/ 優(yōu)良/ 10室溫/ 沸騰0.000/6.400優(yōu)良/差磷酸30室溫/ 沸騰0.000/17.600優(yōu)良/差50室溫/0.097/ 優(yōu)良 / 鉻酸20室溫/ 沸騰<0.127/<0.127優(yōu)良/ 優(yōu)良1:3室溫/ 沸騰0.0040/0.127優(yōu)良/ 優(yōu)良硝酸 +鹽酸3:1室溫/<0.127/ 優(yōu)良 / 7:3室溫/<0.127/ 優(yōu)良 / 硝酸 +硫酸4:6室溫/<0.127/ 優(yōu)良 / 醋酸100室溫/ 沸騰0.000/0.000優(yōu)良/ 優(yōu)良蟻酸50室溫

32、/0.000/ 優(yōu)良 / 5室溫/ 沸騰0.127/29.390良好/差、j 亦厶草酸10室溫/0.008/ 優(yōu)良 / 10室溫/ 沸騰0.000/0.033優(yōu)良/ 優(yōu)良乳酸/ .有25/ 沸騰 /0.028 / 優(yōu)良機(jī)nc厶酸10/ 沸騰 /1.270/ 良好甲酸25/100 /2.440 / 差50/100 /7.620 / 差丹檸酸25室溫/ 沸騰<0.127/<0.127優(yōu)良/ 優(yōu)良檸檬酸50室溫/ 沸騰<0.127/<0.127優(yōu)良/ 優(yōu)良硬脂酸100室溫/ 沸騰<0.127/<0.127優(yōu)良/ 優(yōu)良10/ 沸騰 /0.020 / 優(yōu)良20室溫/

33、沸騰<0.127/<0.127優(yōu)良/ 優(yōu)良?xì)溲趸c50室溫/ 沸騰<0.0025/0.0508優(yōu)良/ 優(yōu)良73/ 沸騰 /0.127/ 良好堿10/ 沸騰 /<0.127 / 優(yōu)良溶液 氫氧化鉀25/ 沸騰 /0.305/ 良好5030/ 沸騰0.000/2.743優(yōu)良/差氫氧化銨28室溫/0.0025/ 優(yōu)良 / 碳酸鈉20室溫/ 沸騰<0.127/<0.127優(yōu)良/ 優(yōu)良阿摩尼亞20室溫/0.0708/ 優(yōu)良 / 氯化鐵40室溫 /950.000/0.002優(yōu)良/ 優(yōu)良氯化亞鐵300.000/<0.127氯化亞鉛10<0.127/<0.

34、127氯化亞銅50<0.127/<0.127氯化銨10<0.127/<0.000氯化鈣10<0.127/<0.000氯化鋁25<0.127/<0.127無氯化鎂10<0.127/<0.127機(jī)鹽氯化鎳5-10室溫/ 沸騰<0.127/<0.127優(yōu)良/ 優(yōu)良溶液氯化鋇20<0.127/<0.127硫酸銅20<0.127/<0.127硫酸銨20C飽和<0.127/<0.127硫酸鈉50<0.127/<0.127硫酸亞鉛20C飽和<0.127/<0.12710<

35、0.127/<0.127硫酸亞銅30<0.127/<0.127硝酸銀11室溫/<0.127/ 優(yōu)良 / 苯（含微量 HCl 、NaCl）蒸氣與液體800.005四氯化碳同上0.005四氯乙烯（穩(wěn)定）0.0005優(yōu)良有四氯乙烯（ H2O）100%蒸氣和液體0.0005機(jī)三氯甲烷0.003化合三氯甲烷（ H2O）沸騰0.127良好物三氯乙烯99%蒸氣和液體0.00254優(yōu)良三氯乙烯（穩(wěn)定）990.00254甲醛370.127良好甲醛（含 2.5%H2SO4）500.305良好標(biāo)準(zhǔn)號GB150-1998JB/T4745-2002JB/T4756-2004GB150-1998G

36、B151-1999JB/T4745-2002生產(chǎn)設(shè)備執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)設(shè)備執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)中文標(biāo)題鋼制壓力容器鈦制焊接容器鎳及鎳合金制壓力容器鋼制壓力容器規(guī)格：50-10000升 直徑：500-2600mm管殼式換熱器鈦制焊接容器JB/T4756-2004鎳及鎳合金制壓力容器鈦在高溫下易于與空氣中的 O H N等元素及包埋料中的 Si、Al、Mg等元素發(fā)生反應(yīng)，在鑄件表面形成表面污染層，使其 優(yōu)良的理化性能變差，硬度增加、塑性、彈性降低，脆性增加。鈦的密度小，故鈦液流動時慣性小，熔鈦流動性差致使鑄流率低。鑄造溫度與鑄型溫差（300C）較大，冷卻快，鑄造在保護(hù)性氣氛中進(jìn)行，鈦鑄件表面和內(nèi)部難免有氣孔等缺陷岀現(xiàn)

37、，對鑄件的質(zhì)量影響很大。因此，鈦鑄件的表面處理與其它牙用合金相比顯得更為重要，由于鈦的獨特的理化性能，如導(dǎo)熱系數(shù)小、表面硬度、及彈性模量低，粘性大，電導(dǎo)率低、易氧化等，這對鈦的表面處理帶來了很大的難度，采用常規(guī)的表面處理方法很難達(dá)到理想的效 果。必須采用特殊的加工方法和操作手段。鑄件的后期表面處理不僅是為了得到平滑光亮的表面，減少食物及菌斑等的積聚和粘附，維持患者的正常的口腔微生態(tài)的平衡，同時也增加了義齒的美感；更重要的是通過這些表面處理和改性過程，改善鑄件的表面性狀和適合性，提高義齒的耐磨、耐蝕和抗應(yīng)力疲勞等理化特性。一、表面反應(yīng)層的去除表面反應(yīng)層是影響鈦鑄件理化性能的主要因素，在鈦鑄件研磨

38、拋光前，必須達(dá)到完全去除表面污染層，才能達(dá)到滿意的拋光 效果。通過噴砂后酸洗的方法可完全去除鈦的表面反應(yīng)層。1. 噴砂：鈦鑄件的噴砂處理一般選用白剛玉粗噴較好， 噴砂的壓力要比非貴金屬者較小， 一般控制在0.45Mpa以下。因為， 噴射壓力過大時，砂粒沖擊鈦表面產(chǎn)生激烈火花，溫度升高可與鈦表面發(fā)生反應(yīng)，形成二次污染，影響表面質(zhì)量。時間為1530 秒，僅去除鑄件表面的粘砂、表面燒結(jié)層和部分和氧化層即可。其余的表面反應(yīng)層結(jié)構(gòu)宜采用化學(xué)酸洗的方法快速去除。2. 酸洗：酸洗能夠快速完全去除表面反應(yīng)層，而表面不會產(chǎn)生其他元素的污染。HF HCl系和HF-HNO3系酸洗液都可用進(jìn)行光亮處理，一般 HF的濃

39、度在3%5左右，HN03勺濃度在15%308左右為宜。二、鑄造缺陷的處理內(nèi)部氣孔和縮孔內(nèi)部缺陷：可等熱靜壓技術(shù)(hot isostatic pressing)去除，但對義齒的精度會產(chǎn)生影響，最好用X線探傷后，表面磨除暴露氣孔，用激光補焊。表面氣孔缺陷可直接用激光局部焊接修補。三、研磨與拋光1 機(jī)械研磨： 鈦的化學(xué)反應(yīng)性高，導(dǎo)熱系數(shù)低，粘性大，機(jī)械研磨研削比低，且易于磨料磨具發(fā)生反應(yīng)，普通磨料不宜 用于鈦的研磨與拋光，最好采用導(dǎo)熱性好的超硬磨料，如金剛石、立方氮化硼等，拋光線速度一般為9001800m/min. 為宜，否則，鈦表面易發(fā)生研削燒傷和微裂紋。2 超聲波研磨：通過超聲振動作用，使磨頭和

40、被研磨面間的磨粒與被研磨面產(chǎn)生相對運動而達(dá)到研磨、拋光的目的。其優(yōu)點在于常規(guī)旋轉(zhuǎn)工具研磨不到的溝、窩和狹窄部位變得容易了，但較大的鑄件研磨效果還不能令人滿意。3 電解機(jī)械復(fù)合研磨：采用導(dǎo)電磨具，在磨具與研磨面之間施加電解液和電壓，通過機(jī)械和電化學(xué)拋光的共同作用下，降低表面粗糙度提高表面光澤度。電解液為0.9NaCI，電壓為5v，轉(zhuǎn)速為3000rpm/min.，此方法只能研磨平面，對復(fù)雜的義齒支架的研磨還處于研究階段。4 桶研磨：利用研磨桶的公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力，使桶內(nèi)的義齒與磨料相對摩擦運動而起到降低表面粗糙度的研磨目 的。研磨自動化、效率高，但只能降低表面粗糙度而不能提高表面光澤度，研磨

41、的精度較差，可用與義齒精拋光前的去毛刺 和粗研磨。5 化學(xué)拋光： 化學(xué)拋光是通過金屬在化學(xué)介質(zhì)中的氧化還原反應(yīng)而達(dá)到整平拋光的目的。其優(yōu)點是化學(xué)拋光與金屬的硬度、拋光面積與結(jié)構(gòu)形狀無關(guān)，凡與拋光液接觸的部位均被拋光，不須特殊復(fù)雜設(shè)備，操作簡便，較適合于復(fù)雜結(jié)構(gòu)鈦義齒支架 的拋光。但化學(xué)拋光的工藝參數(shù)較難控制，要求在不影響義齒精度的情況下能夠?qū)αx齒有良好的拋光效果。較好的鈦化學(xué)拋光液是HF和HNO3按一定比例配制，HF是還原劑，能溶解鈦金屬，起到整平作用，濃度 <10%, HNO3起氧化作用，防止鈦的 溶解過度和吸氫，同時可產(chǎn)生光亮作用。鈦拋光液要求濃度高，溫度低，拋光時間短(12min.

42、) 。6電解拋光：又稱為電化學(xué)拋光或者陽極溶解拋光，由于鈦的電導(dǎo)率較低， 氧化性能極強， 采用有水酸性電解液如 HFH3PO4、HF- H2SO系電解液對鈦幾乎不能拋光，施加外電壓后，鈦陽極立刻發(fā)生氧化，而使陽極溶解不能進(jìn)行。但采用無水氯化物 電解液在低電壓下，對鈦有良好的拋光效果，小型試件可得到鏡面拋光，但對于復(fù)雜修復(fù)體仍不能達(dá)到完全拋光的目的，也 許采用改變陰極形狀和附加陰極的方法能解決這一難題，還有待于進(jìn)一步研究。四、鈦的表面改性1 氮化：采用等離子體滲氮、多弧離子鍍、離子注入和激光氮化的等化學(xué)熱處理技術(shù)，在鈦義齒表面形成金黃色 TiN 滲鍍層，從而提高鈦的耐磨性、耐腐蝕性和耐疲勞性。但

43、技術(shù)復(fù)雜，設(shè)備昂貴，用于鈦義齒的表面改性很難達(dá)到臨床實用化。2 陽極氧化：鈦的陽極氧化技術(shù)較為容易，在一些氧化性介質(zhì)中，外加電壓的作用下，鈦陽極可形成較厚的氧化膜，從而 提高其耐腐蝕性和耐磨性和耐候性。陽極氧化的電解液一般采用H2SO4 H3PO4和有機(jī)酸水溶液。五、著色為了增加鈦義齒的美感、防止鈦義齒在自然條件下的繼續(xù)氧化的變色，可采用表面氮化處理、大氣氧化和陽極氧化法表面著 色處理，使表面形成淡黃色或金黃色，提高鈦義齒的美感。陽極氧化法利用鈦的氧化膜對光的干涉作用，自然發(fā)色，可通過 改變槽電壓在鈦表面形成多彩的顏色。六、其他表面處理1:表面粗化：為了提高鈦與飾面樹脂的粘結(jié)性能，必須對鈦表面

44、進(jìn)行粗化處理，提高其粘結(jié)面積。臨床上常采用噴砂粗化處理，但噴砂會造成鈦表面的氧化鋁的污染，我們采用草酸刻蝕的方法，得到良好的粗化效果，刻蝕1h表面粗糙度(Ra)可達(dá)到1.50 ±0.30卩m,刻蝕2h Ra為2.99 ±0.57卩m比單獨噴砂的 Ra (1.42 ±0.14卩m)提高一倍多，其粘結(jié)強度提高 了 30%2:抗高溫氧化的表面處理：為了防止鈦在高溫下的急劇氧化，在鈦表面形成鈦硅化合物及鈦鋁化合物，可防止鈦在700C以上溫度下的氧化。這種表面處理對鈦的高溫氧化非常有效，也許鈦表面涂覆這類化合物，對鈦瓷結(jié)合有利，仍須進(jìn)一步研 究。鈦在高溫下易于與空氣中的 O

45、 H N等元素及包埋料中的 Si、Al、Mg等元素發(fā)生反應(yīng)，在鑄件表面形成表面污染層，使其 優(yōu)良的理化性能變差，硬度增加、塑性、彈性降低，脆性增加。鈦的密度小，故鈦液流動時慣性小，熔鈦流動性差致使鑄流率低。鑄造溫度與鑄型溫差(300 C)較大，冷卻快，鑄造在保護(hù)性氣氛中進(jìn)行，鈦鑄件表面和內(nèi)部難免有氣孔等缺陷岀現(xiàn)，對鑄件的質(zhì)量影響很大。因此，鈦鑄件的表面處理與其它牙用合金相比顯得更為重要，由于鈦的獨特的理化性能，如導(dǎo)熱系數(shù)小、表面硬度、及彈性 模量低，粘性大，電導(dǎo)率低、易氧化等，這對鈦的表面處理帶來了很大的難度，采用常規(guī)的表面處理方法很難達(dá)到理想的效 果。必須采用特殊的加工方法和操作手段。鑄件的

46、后期表面處理不僅是為了得到平滑光亮的表面，減少食物及菌斑等的積聚和粘附，維持患者的正常的口腔微生態(tài)的平衡，同時也增加了義齒的美感；更重要的是通過這些表面處理和改性過程，改善鑄件的表面性狀和適合性，提高義齒的耐磨、耐蝕和抗應(yīng)力疲勞等理化特性。一、表面反應(yīng)層的去除表面反應(yīng)層是影響鈦鑄件理化性能的主要因素，在鈦鑄件研磨拋光前，必須達(dá)到完全去除表面污染層，才能達(dá)到滿意的拋光 效果。通過噴砂后酸洗的方法可完全去除鈦的表面反應(yīng)層。1. 噴砂：鈦鑄件的噴砂處理一般選用白剛玉粗噴較好， 噴砂的壓力要比非貴金屬者較小， 一般控制在0.45Mpa以下。因為， 噴射壓力過大時，砂粒沖擊鈦表面產(chǎn)生激烈火花，溫度升高可

47、與鈦表面發(fā)生反應(yīng)，形成二次污染，影響表面質(zhì)量。時間為1530 秒，僅去除鑄件表面的粘砂、表面燒結(jié)層和部分和氧化層即可。其余的表面反應(yīng)層結(jié)構(gòu)宜采用化學(xué)酸洗的方法快速去除。2. 酸洗：酸洗能夠快速完全去除表面反應(yīng)層，而表面不會產(chǎn)生其他元素的污染。HF HCl系和HF-HNO3系酸洗液都可用進(jìn)行光亮處理，一般 HF的濃度在3%5左右，HN03勺濃度在15%308左右為宜。二、鑄造缺陷的處理內(nèi)部氣孔和縮孔內(nèi)部缺陷：可等熱靜壓技術(shù)(hot isostatic pressing)去除，但對義齒的精度會產(chǎn)生影響，最好用X線探傷后，表面磨除暴露氣孔，用激光補焊。表面氣孔缺陷可直接用激光局部焊接修補。三、研磨與拋光1 機(jī)械研磨： 鈦的化學(xué)反應(yīng)性高，導(dǎo)熱系數(shù)低，粘性大，機(jī)械研磨研削比低，且易于磨料磨具發(fā)生反應(yīng)，普通磨料不宜 用于鈦的研磨與拋光，最好采用導(dǎo)熱性好的超硬磨料，如金剛石、立方氮化硼等，拋光線速度一般為9001800m/min. 為宜